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求高手用傳感器設(shè)計一個液體流量計,急!
如題,需要寫出設(shè)計的原理及參數(shù)分析。好的話我會追加分數(shù)的。
問
提問者:網(wǎng)友
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2017-06-04
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概 述 電磁流量計(以下簡稱EMF)是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。50年代初EMF實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用,近年來世界范圍EMF產(chǎn)量約占工業(yè)流量儀表臺數(shù)的5%~6.5%。 70年代以來出現(xiàn)鍵控低頻矩形波激磁方式,逐漸替代早期應(yīng)用的工頻交流激磁方式,儀表性能有了很大提高,得到更為廣泛的應(yīng)用。2. 原理與機構(gòu) EMF的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,即導(dǎo)體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如圖1所示,導(dǎo)電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內(nèi)流動,與流動方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢,電動勢的方向按“弗來明右手規(guī)則”,其值如下式中 E-----感應(yīng)電動勢,即流量信號,V;k-----系數(shù);B-----磁感應(yīng)強度,T;D----測量管內(nèi)徑,m;--- 平均流速,m/s。 設(shè)液體的體積流量為V,則 式中 K 為儀表常數(shù),K= 4 KB/πD 。 EMF由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部組成。傳感器典型結(jié)構(gòu)示意如圖2,測量管上下裝有激磁線圈,通激磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管,一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸,引出感應(yīng)電勢,送到轉(zhuǎn)換器。激磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供。3、 優(yōu) 點EMF的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管,因不易阻塞適用于測量含有固體顆?;蚶w維的液固二相流體,如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等。 EMF不產(chǎn)生因檢測流量所形成的壓力損失,儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力,節(jié)能效果顯著,對于要求低阻力損失的大管徑供水管道最為適合。 EMF所測得的體積流量,實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率(只要在某閾值以上)變化明顯的影響。 與其他大部分流量儀表相比,前置直管段要求較低。 EMF測量范圍度大,通常為20:1~50:1,可選流量范圍寬。滿度值液體流速可在0.5~10m/s內(nèi)選定。有些型號儀表可在現(xiàn)場根據(jù)需要擴大和縮小流量(例如設(shè)有4位數(shù)電位器設(shè)定儀表常數(shù))不必取下作離線實流標定。EMF的口徑范圍比其他品種流量儀表寬,從幾毫米到3m??蓽y正反雙向流量,也可測脈動流量,只要脈動頻率低于激磁頻率很多。儀表輸出本質(zhì)上是線性的。 易于選擇與流體接觸件的材料品種,可應(yīng)用于腐蝕性流體。4、 缺 點 EMF不能測量電導(dǎo)率很低的液體,如石油制品和有機溶劑等。不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。 通用型EMF由于襯里材料和電氣絕緣材料限制,不能用于較高溫度的液體;有些型號儀表用于過低于室溫的液體,因測量管外凝露(或霜)而破壞絕緣。5、 分 類 市場上通用型產(chǎn)品和特殊型儀表可以從不同角度分類。 如按激磁電流方式劃分,有直流激磁、交流(工頻或其他頻率)激磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁。幾種激磁方式的波形見圖3。 按輸出信號連線和激磁(或電源)連線的制式分類,有四線制和二線制 按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類,有分離型和一體型。 按流量傳感器與管道連接方法分類,有法蘭連接、法蘭夾裝連接、衛(wèi)生型連接和螺紋連接。 按流量傳感器電極是否與被測液體接觸分類,有接觸型和非接觸型。按流量傳感器結(jié)構(gòu)分類,有短管型和插入型。 按用途分類,有通用型、防爆型、衛(wèi)生型、防侵水型和潛水型等。
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